蘆村二號(hào)煤礦開拓方式的比選確定研究

王 曉

(中國(guó)煤炭科工集團(tuán)北京華宇工程有限公司西安分公司，陜西 西安 710075)

1 礦井概況

蘆村二號(hào)煤礦位于陜西省富縣西南，井田東西寬約 5.64～15.78km，南北長(zhǎng)約 7.25·～12.94km，面積176.25km2。礦井工業(yè)儲(chǔ)量50.99Mt，設(shè)計(jì)儲(chǔ)量49.44Mt，礦井生產(chǎn)能力0.90Mt/a，服務(wù)年限為31.0a，最大涌水量170m3/h，2號(hào)煤層是區(qū)內(nèi)唯一有工業(yè)價(jià)值的可采煤層，煤塵均具有爆炸危險(xiǎn)性，屬易燃～自燃煤，自然發(fā)火期3～6個(gè)月。煤層老頂以塊狀灰白色中～細(xì)粒巖屑石英砂巖為主，直接頂板以細(xì)砂巖、粉砂巖為主，局部為泥巖和砂質(zhì)泥巖。偽頂主要為薄層狀泥質(zhì)粉砂巖或砂質(zhì)泥巖，直接底板主要為一套灰色團(tuán)塊狀粉砂質(zhì)泥巖。

2 井田開拓原則及特點(diǎn)

2.1 開拓原則

（1）以經(jīng)濟(jì)效益為中心，以建設(shè)安全現(xiàn)代化礦井為目標(biāo)[1-3]；

（2）合理選擇工業(yè)場(chǎng)地位置，緊密結(jié)合地形特點(diǎn)、地面運(yùn)輸條件、井下開采條件選擇場(chǎng)地位置，場(chǎng)地布置集中合理，減少占地和壓煤；

（3）合理確定水平標(biāo)高與首采區(qū)位置。初后期兼顧，突出初期，兼顧后期。

2.2 井田特點(diǎn)

（1）井田面積大：井田東西寬約5.64～15.78km，南北長(zhǎng)約7.25～12.94km，面積176.25km2；

（2）交通條件差：現(xiàn)有公路運(yùn)輸條件較差，需新修9km的運(yùn)煤道路；

（3）煤層埋藏較淺：埋深100～300m左右；

（4）煤層以薄煤層為主，煤層厚度0.8～1.05m；

（5）井田內(nèi)煤層可采區(qū)域（大于0.8m）集中在井田的中南部。

3 礦井開拓方式

本井田地形復(fù)雜，可作為工業(yè)場(chǎng)地選址的地方較少。結(jié)合井上下特點(diǎn)，井田內(nèi)蘆村溝及其支流兩側(cè)階地較平坦開闊，有作為工業(yè)場(chǎng)地選址的條件。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，提出兩個(gè)場(chǎng)地方案，分別為“陳家河斜井開拓”方案和“陳家河主斜+陳家河南場(chǎng)地副立開拓”方案。

3.1 陳家河斜井開拓方案

該方案選用陳家河場(chǎng)地，工業(yè)場(chǎng)地地坪標(biāo)高約為+1086m，煤層埋深約為320m。礦井采用斜井單水平開拓。

主斜井井口標(biāo)高+1120.000m，落底標(biāo)高+767.000m，井筒斜長(zhǎng)1281m，傾角16°，井筒凈寬5.0m，凈斷面17.8m2；井筒鋪設(shè)1000mm膠帶，裝機(jī)功率3×450kW，擔(dān)負(fù)煤炭運(yùn)輸和進(jìn)風(fēng)任務(wù)，兼作安全出口；井筒敷設(shè)有檢修用軌道用于膠帶的檢修和運(yùn)送零散人員。

副斜井井口標(biāo)高+1087.000m，井底水平標(biāo)高+760.000m，井筒斜長(zhǎng)953m，傾角20°，井筒凈寬5.0m，凈斷面17.8m2；井筒鋪設(shè)兩趟900mm軌道，擔(dān)負(fù)礦井設(shè)備、材料等輔助提升、人員運(yùn)輸和進(jìn)風(fēng)任務(wù)，兼作安全出口。

回風(fēng)立井井口標(biāo)高+1125.000m，落底標(biāo)高+767.00m，井筒垂深358m，傾角90°，井筒凈寬5.0m，凈斷面19.6m2。井筒擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，兼作安全出口。

井下采用單水平開拓，開拓水平標(biāo)高為+760m。

井筒落底后沿東西方向布置一組東、西翼（主運(yùn)、輔運(yùn)、回風(fēng)）大巷，開拓井田南部區(qū)域；沿南北方向布置一組北翼（主運(yùn)、輔運(yùn)、回風(fēng)）大巷向北延伸2.5km，開拓井田中部區(qū)域；北翼大巷北邊界沿東西方向布置一組六采區(qū)（主運(yùn)、輔運(yùn)、回風(fēng)）大巷，開拓井田中北部區(qū)域；北翼大巷沿井田中部0.8m可采邊界線布置一組采區(qū)聯(lián)絡(luò)巷向北延伸2.7km，然后沿東西向布置一組七采區(qū)（主運(yùn)、輔運(yùn)、回風(fēng)）大巷，開拓井田北部區(qū)域。另外，為滿足礦井后期通風(fēng)及安全出口需要，井田中北部設(shè)置一個(gè)回風(fēng)立井，服務(wù)于后期（20a以后）。

根據(jù)大巷布置本井田共劃分為7個(gè)采區(qū)，初期移交采區(qū)為一采區(qū)，一采區(qū)兩翼分別布置一個(gè)工作面，實(shí)現(xiàn)0.90Mt/a的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。該方案平面圖見圖1。

3.2 陳家河主斜+陳家河南場(chǎng)地副立開拓方案

該方案選用陳家河及陳家河南場(chǎng)地，分場(chǎng)地布置。陳家河南場(chǎng)地地坪標(biāo)高約為+1120m，煤層埋深約為355m。礦井采用主斜井、副立井單水平開拓。主斜井位于陳家河工業(yè)場(chǎng)地，副立井、回風(fēng)立井位于陳家河南工業(yè)場(chǎng)地。

主斜井井口標(biāo)高+1120.000m，落底標(biāo)高+767.000m，井筒斜長(zhǎng)1281m，傾角16°，井筒凈寬5.0m，凈斷面17.8m2；井筒鋪設(shè)1000mm膠帶，裝機(jī)功率3×450kW，擔(dān)負(fù)煤炭運(yùn)輸和進(jìn)風(fēng)任務(wù)，兼作安全出口；井筒裝備有檢修用架空乘人器用于膠帶的檢修和運(yùn)送零散人員。

副立井井口標(biāo)高+1120.000m，井底水平標(biāo)高+767.00m，井筒垂深353m（不含井底水窩）。井筒凈直徑7.0m，凈斷面38.5m2，裝備一對(duì)900mm軌距1.5t單層雙車罐籠，選用1臺(tái)JKMD4.5×4型落地式多繩摩擦提升機(jī)，功率1800kW，擔(dān)負(fù)礦井輔助提升和進(jìn)風(fēng)任務(wù)；井筒裝備梯子間，兼作安全出口。

回風(fēng)立井井筒特征及裝備同“陳家河斜井開拓方案”中的回風(fēng)立井。井下采用單水平開拓，開拓水平標(biāo)高為+767m。

井筒落底后沿東西方向布置一組東、西翼（主運(yùn)、輔運(yùn)、回風(fēng)）大巷，開拓井田南部區(qū)域；沿南北方向布置一組北翼（主運(yùn)、輔運(yùn)、回風(fēng)）大巷至0.8m可采邊界線，開拓井田中部區(qū)域；北翼大巷北邊界沿東西方向布置一組五采區(qū)（主運(yùn)、輔運(yùn)、回風(fēng)）大巷，開拓井田中北部區(qū)域；沿井田中部0.8m可采邊界線布置一組采區(qū)聯(lián)絡(luò)巷向北延伸2.5km，然后沿東西向布置一組六采區(qū)（主運(yùn)、輔運(yùn)、回風(fēng)）大巷，開拓井田北部區(qū)域。另外，為滿足礦井后期通風(fēng)及安全出口需要，井田中部設(shè)置一個(gè)回風(fēng)立井，服務(wù)于后期（20a以后）。

根據(jù)大巷布置本井田共劃分為6個(gè)采區(qū)，初期移交采區(qū)為一采區(qū)，在一采區(qū)兩翼分別布置1個(gè)回采工作面。該方案平面圖見圖2。

圖1 方案一開拓平面布置圖

圖2 方案二開拓平面布置圖

4 開拓方案比較

4.1 技術(shù)比較

（1）方案一的優(yōu)缺點(diǎn)

方案一的優(yōu)點(diǎn)主要有：①場(chǎng)地平坦開闊，布置容易，土方量少；②場(chǎng)外道路較短；③該場(chǎng)地壓煤較少；④礦井初期投產(chǎn)時(shí)井巷工程量較小；⑤該方案投資省，工期短；⑥主、副井位于一個(gè)場(chǎng)地，管理簡(jiǎn)單；⑦斜井施工及裝備簡(jiǎn)單，投資少。

該方案的缺點(diǎn)是主、副、風(fēng)井落底距離較遠(yuǎn)，貫通時(shí)間較長(zhǎng)，不利于井下掘進(jìn)，對(duì)特殊地層施工適應(yīng)性較差。

（2）方案二的優(yōu)缺點(diǎn)

方案二的優(yōu)點(diǎn)主要有：①該場(chǎng)地位于井田中部，布置容易；②三條井筒落底貫通時(shí)間短，有利于井下掘進(jìn)；③首采區(qū)域煤層賦存穩(wěn)定，有利于礦井達(dá)產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)[4-6]；④副井提升速度快，提升量大。

方案二的缺點(diǎn)主要有：①場(chǎng)地壓煤較多；②礦井初期投產(chǎn)時(shí)井巷工程量大；③該方案投資較大，工期相對(duì)較長(zhǎng)；④主、副井位于兩個(gè)場(chǎng)地，管理復(fù)雜；⑤工業(yè)場(chǎng)地征地面積較大，土方量大。

4.2 經(jīng)濟(jì)比較

兩個(gè)開拓方案的經(jīng)濟(jì)比較見表1，通過表中的對(duì)比可以分析得出方案二比方案一多投資1699萬(wàn)元，且工期也長(zhǎng)2個(gè)月。

根據(jù)分析及表中數(shù)據(jù)可以看出，方案一具有場(chǎng)地平坦開闊、建井工期短、投資省、不壓煤等優(yōu)點(diǎn)，綜合考慮方案一較為技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理。

表1 開拓方案經(jīng)濟(jì)比較表（可比部分）

5 結(jié)語(yǔ)

井田開拓應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛惨约皟?nèi)外部運(yùn)輸條件先對(duì)工業(yè)場(chǎng)地的位置做出較為可行的方案，再結(jié)合礦井井下的特點(diǎn)提出陳家河斜井開拓方案，具有建設(shè)投資省、見效快、用人少、裝備標(biāo)準(zhǔn)高、效益好等特點(diǎn)，滿足安全高效的現(xiàn)代化礦井要求。